JP2862470B2 - Boom damping device - Google Patents
Boom damping deviceInfo
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B66—HOISTING; LIFTING; HAULING
- B66C—CRANES; LOAD-ENGAGING ELEMENTS OR DEVICES FOR CRANES, CAPSTANS, WINCHES, OR TACKLES
- B66C23/00—Cranes comprising essentially a beam, boom, or triangular structure acting as a cantilever and mounted for translatory of swinging movements in vertical or horizontal planes or a combination of such movements, e.g. jib-cranes, derricks, tower cranes
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- Mechanical Engineering (AREA)
- Jib Cranes (AREA)
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、例えばコンクリートポ
ンプ車のブームのように、根本が回転可能に支持され、
先端が拘束されていないために振動するブームの制振装
置に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a boom for a concrete pump truck, the base of which is rotatably supported.
The present invention relates to a vibration control device for a boom that vibrates because its tip is not restrained.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来、根本が回転可能に支持され、先端
が拘束されていないために振動するブームでは、多くの
場合、ブーム先端の振動を抑制する制振装置を有してい
ないが、制振装置の従来例としては、図８に示すように
ダンパ等のパッシブ制御装置７２によりブーム７１の振
動を抑制するものがある。2. Description of the Related Art Conventionally, a boom that has its root rotatably supported and vibrates because its tip is not restrained often does not have a vibration damping device that suppresses vibration of the boom tip. As a conventional example of a vibration device, as shown in FIG.
There is a passive control device 72 such as a damper that suppresses vibration of the boom 71.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】前記図８に示すブーム
の制振装置では、ブーム７１の振動の減衰が悪くて、ブ
ーム７１の先端が振動するという問題があった。本発明
は前記の問題点に鑑み提案するものであり、その目的と
する処は、ブームの先端の振動を抑制できるブームの制
振装置を提供しようとする点にある。The boom damping device shown in FIG. 8 has a problem that the end of the boom 71 vibrates due to poor attenuation of the vibration of the boom 71. The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide a boom vibration damping device capable of suppressing vibration at the tip of the boom.
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は、根本が回転可能に支持され、先端が拘
束されていないために振動するブームにおいて、ブーム
の先端に設けた加速度計と、ブームの根本に設けたアク
チュエータと、上記加速度計から入力した加速度値に基
づいて得られたブーム先端の振動抑制信号を上記アクチ
ュエータへ出力するブーム制振装置とを具え、該ブーム
制振装置が、前記ブームの制振対象の状態方程式を与え
る第１段階と、外乱及び仮想的な外乱を与えブームの入
出力に重みを接続して制御量を生成する第２段階と、前
記第１段階の状態方程式から一般化プラントの状態方程
式を作成する第３段階と、前記一般化プラントの状態方
程式から標準Ｈ∞ 問題に対する解法を用いてブーム制
振装置の状態方程式を求める第４段階とで構成されてい
ることを特徴とするものである。 SUMMARY OF THE INVENTION In order to achieve the above object, the present invention relates to a boom having a root rotatably supported and vibrating because the tip is not restrained. A boom damping device that outputs a vibration suppression signal of the boom tip obtained based on the acceleration value input from the accelerometer to the actuator.
The vibration damping device gives a state equation to be damped by the boom.
The first step is to provide the disturbance and virtual disturbance
A second step of connecting the weights to the output to generate a control quantity;
From the state equation of the first stage, the state equation of the generalized plant
The third step of formulating the formula and the state of the generalized plant
From the formula, standard H∞ Boom system using solution to problem
And a fourth stage for obtaining the equation of state of the vibration device.
It is characterized by that.
【０００５】[0005]
【作用】本発明のブームの制振装置は前記のように構成
されており、ブームの先端が振動しているときに、ブー
ムの先端に設けた加速度計で得られた加速度値をブーム
制御装置へ入力し、ここで同加速度値に基づいて得られ
たブーム先端の振動抑制信号をアクチュエータへ送り、
アクチュエータを作動して、ブーム先端の振動を抑制す
る。The boom damping device of the present invention is constructed as described above. When the tip of the boom is vibrating, the acceleration value obtained by the accelerometer provided at the tip of the boom is used to control the boom control device. And sends the vibration suppression signal of the boom tip obtained based on the acceleration value to the actuator,
Activate the actuator to suppress vibration at the boom tip.
【０００６】[0006]
【実施例】次に本発明のブームの制振装置を図１、図２
に示す一実施例により説明すると、１がブーム支持部、
２がブームで、同ブーム２は、ブーム支持部１により根
本が回転可能に支持されて、先端が拘束されていない。
３がブーム２の先端に設けた加速度計、４がブーム支持
部１とブーム２との間に介装したアクチュエータ、５が
ブーム制振装置、６が外乱入力である。1 and 2 show a boom damping device according to the present invention.
According to one embodiment shown in FIG. 1, 1 is a boom support,
Reference numeral 2 denotes a boom, and the boom 2 is rotatably supported at its base by a boom support portion 1 and its tip is not restrained.
3 is an accelerometer provided at the tip of the boom 2, 4 is an actuator interposed between the boom support 1 and the boom 2, 5 is a boom damping device, and 6 is a disturbance input.
【０００７】このブーム制振装置５は、Ｈ∞ 制御（４
ｂｌｏｃｋ、出力フィードバック）を用いて図７に示す
ブロック図の計算手順を実行するように設計されてい
る。先ず、第１段階では、下記に示す制御対象の状態方
程式を与える。 [0007] The boom damping device 5 has an H∞ Control (4
block, output feedback) shown in FIG.
It is designed to execute the calculation procedure of the block diagram . First, in the first stage, the state
Give a formula.
【０００８】[0008]
【数１】 ここでの記号は、ξ: モード応答 Ｐ: シリンダ圧力〔ｋｇ／ｃｍ2 〕 Ｑ: 油圧シリンダ流量〔ｃｍ3 ／ｓ〕 ｄ: 外乱〔ｃｍ2 ／ｓ2 〕 ｕ: アクチュエータへの指令入力〔ｖ〕 ｙ: ブーム先端速度〔ｃｍ／ｓ〕 を示している。(Equation 1) Symbols here are: ξ: Mode response P: Cylinder pressure [kg / cm 2 ] Q: Hydraulic cylinder flow rate [cm 3 / s] d: Disturbance [cm 2 / s 2 ] u: Command input to actuator [v Y: Boom tip speed [cm / s] is shown.
【０００９】続く第２段階及び第３段階では、Ｈ∞ 制
御に適用するために図３のプラントの拡大系（一般化プ
ラント）３１を求める。図３において、Ｗ1 （３５）、
Ｗ2 （３４）は評価関数の重み、ｄは制御対象に入って
くる外乱、Ｃ（３２）、Ｐ（３３）はそれぞれコントロ
ーラ（ブーム制御装置）とプラント（ブーム）、Ｗd は
仮想外乱、ｕはコントローラ出力、Ｚ1、Ｚ2 は制御出
力、ｙ1 はプラントの出力を示している。まず、第２段
階では、外乱ｄ及び仮想的な外乱Ｗd を与え、プラント
（ブーム）の入出力に重みを接続して制御量を生成す
る。ここで評価関数の重みＷ 1 （３５）、Ｗ 2 （３４）
の実現（生成）を次のように表すと、 In the following second and third stages, H∞ System
The expansion system (generalized plant) 31 of the plant of Figure 3 to apply your to determine. In FIG. 3, W 1 (35),
W 2 (34) is the weight of the evaluation function, d is the disturbance coming into the control target, C (32) and P (33) are the controller (boom controller) and plant (boom), respectively, W d is the virtual disturbance, u represents a controller output, Z 1 and Z 2 represent control outputs, and y 1 represents a plant output. First, the second stage
In the floor, a disturbance d and a virtual disturbance Wd are given, and the plant
Generate weights by connecting weights to (boom) inputs and outputs
You. Here, the weights W 1 (35) and W 2 (34) of the evaluation function
The realization (generation) of is expressed as follows:
【００１０】[0010]
【数２】 拡大系、すなわち一般化プラントの状態方程式は、上記
の制御対象の方程式（数１）から、次のように表される
（第３段階）。 (Equation 2) The extended system, that is, the equation of state of a generalized plant is
From the control target equation (Equation 1),
(3rd stage).
【００１１】[0011]
【数３】 ここでＢpd＝〔Ｂd ０〕である。以下に周波数重みＷ
1 、Ｗ2 を示し、図４に設計したコントローラの周波数
特性を示す。この周波数重みＷ 1 、Ｗ 2 は、上記（数
３）から標準Ｈ∞ 問題に対する解法を用いて求めたブ
ーム制振装置の状態方程式であり、下記のように表され
る。 (Equation 3) Here, B pd = [B d 0]. Below is the frequency weight W
1, W 2 indicates, showing the frequency characteristic of the controller which is designed in FIG. The frequency weights W 1 and W 2 are calculated as
3) From standard H∞ The problem was found using the solution to the problem.
Is the state equation of the beam damper, expressed as
You.
【００１２】[0012]
【数４】 (Equation 4)
【００１３】[0013]
【発明の効果】本発明のブームの制振装置は図５に示す
ように外乱入力ｄからプラントの出力ｖ1 （ブーム先端
速度）までの開ループの１次振動モードのゲインに比べ
て、制御した場合の外乱入力ｄからプラント出力ｖ1
（ブーム先端速度）までの閉ループの１次振動モードの
ゲインを１０ｄＢ押さえることができ、このため、図６
に示すようにインパルス状外乱に対して制御をしない場
合に比べて、制御した方がブーム先端速度の振動の収束
を早くすることができて、ブームの先端の振動を抑制で
きる。According to the boom damping device of the present invention, as shown in FIG. 5, the control in comparison with the gain in the open-loop primary vibration mode from the disturbance input d to the plant output v 1 (boom tip speed) is performed. From the disturbance input d to the plant output v 1
(Boom tip speed), the gain of the closed-loop primary vibration mode can be suppressed by 10 dB.
As shown in (2), the control can speed up the convergence of the vibration of the boom tip speed and can suppress the vibration of the boom tip as compared with the case where the control is not performed for the impulse-like disturbance.
【図１】 本発明のブームの制振装置の一実施例を示す
側面図である。FIG. 1 is a side view showing an embodiment of a boom damping device according to the present invention.
【図２】 同制振装置の系統図である。FIG. 2 is a system diagram of the vibration damping device.
【図３】 同制振装置の一般化プラントを示す説明図で
ある。FIG. 3 is an explanatory diagram showing a generalized plant of the vibration damping device.
【図４】 同制振装置のブーム制御装置（コントロー
ラ）の周波数特性を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory diagram showing frequency characteristics of a boom control device (controller) of the vibration damping device.
【図５】 同制振装置の外乱入力からブーム先端速度ま
での周波数特性を示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory diagram showing a frequency characteristic from a disturbance input to the boom tip speed of the vibration damping device.
【図６】 同制振装置のインパルス状外乱に対するブー
ム先端速度の時間応答を示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram showing a time response of a boom tip speed to an impulse-like disturbance of the vibration damping device.
【図７】 同制振装置の計算手順を示すブロック図であ
る。 FIG. 7 is a block diagram showing a calculation procedure of the vibration damping device.
You.
【図８】 従来のブームの制振装置を示す側面図であFIG. 8 is a side view showing a conventional boom damping device.
る。You.
１ ブーム支持部 ２ ブーム ３ 加速度計 ４ アクチュエータ ５ ブーム制振装置 1 Boom support 2 Boom 3 Accelerometer 4 Actuator 5 Boom damping device
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柴田 昌明 長崎県長崎市深堀町５丁目717番１号 三菱重工業株式会社 長崎研究所内 (56)参考文献 特開 昭61−219589（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) B66C 23/00──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (72) Inventor Masaaki Shibata 5-717-1 Fukahori-cho, Nagasaki-shi, Nagasaki Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Nagasaki Research Laboratory (56) References JP-A-61-219589 (JP, A) ( 58) Field surveyed (Int. Cl. 6 , DB name) B66C 23/00
Claims (1)
されていないために振動するブームにおいて、ブームの
先端に設けた加速度計と、ブームの根本に設けたアクチ
ュエータと、上記加速度計から入力した加速度値に基づ
いて得られたブーム先端の振動抑制信号を上記アクチュ
エータへ出力するブーム制振装置とを具え、該ブーム制
振装置が、前記ブームの制振対象の状態方程式を与える
第１段階と、外乱及び仮想的な外乱を与えブームの入出
力に重みを接続して制御量を生成する第２段階と、前記
第１段階の状態方程式から一般化プラント（制御対象の
拡大系）の状態方程式を作成する第３段階と、前記一般
化プラントの状態方程式から標準Ｈ∞ 問題に対する解
法を用いてブーム制振装置の状態方程式を求める第４段
階とで構成されていることを特徴とするブームの制振装
置。1. A boom whose base is rotatably supported and vibrates because its tip is not restrained. An accelerometer provided at the tip of the boom, an actuator provided at the base of the boom, and an input from the accelerometer. A boom damping device that outputs a vibration suppression signal of the boom tip obtained based on the acceleration value to the actuator.
A vibration device gives a state equation of a vibration control target of the boom.
First stage, boom in and out with disturbance and virtual disturbance
A second step of connecting a weight to the force to generate a control amount;
From the state equation of the first stage, the generalized plant (control target
A third step of creating a state equation of the extended system) and the general
From the equation of state of a generalized plant Solution to problem
Stage to find the equation of state of the boom damper using the method
A boom vibration control device comprising a floor and a floor .
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP5281165A JP2862470B2 (en) | 1993-11-10 | 1993-11-10 | Boom damping device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5281165A JP2862470B2 (en) | 1993-11-10 | 1993-11-10 | Boom damping device |
Publications (2)
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|---|---|
| JPH07133094A JPH07133094A (en) | 1995-05-23 |
| JP2862470B2 true JP2862470B2 (en) | 1999-03-03 |
Family
ID=17635260
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP5281165A Expired - Fee Related JP2862470B2 (en) | 1993-11-10 | 1993-11-10 | Boom damping device |
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| JP (1) | JP2862470B2 (en) |
Families Citing this family (5)
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| ITUD20080057A1 (en) | 2008-03-17 | 2009-09-18 | Cifa Spa | PROCEDURE FOR CHECKING THE VIBRATIONS OF AN ARTICULATED ARM FOR CONCRETE PUMPING AND ITS DEVICE |
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| CN103629190B (en) * | 2013-11-29 | 2016-06-01 | 徐工集团工程机械股份有限公司 | A kind of equilibrium valve does not mate the measuring method and device that cause load jitter |
-
1993
- 1993-11-10 JP JP5281165A patent/JP2862470B2/en not_active Expired - Fee Related
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| JPH07133094A (en) | 1995-05-23 |
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